Java `PriorityQueue`

原文： https://www.programiz.com/java-programming/priorityqueue

在本教程中，我们将借助示例学习 Java 集合框架的PriorityQueue类。

PriorityQueue类提供堆数据结构的功能。

它实现了Queue接口。

与普通队列不同，优先级队列元素是按排序顺序检索的。

假设我们要按升序检索元素。 在这种情况下，优先级队列的头部将是最小的元素。 一旦检索到此元素，下一个最小的元素将是队列的开头。

重要的是要注意，优先级队列的元素可能未排序。 但是，元素总是按排序顺序检索。

创建PriorityQueue

为了创建优先级队列，我们必须导入java.util.PriorityQueue包。 导入包后，可以使用以下方法在 Java 中创建优先级队列。

PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();

在这里，我们创建了一个没有任何参数的优先级队列。 在这种情况下，优先级队列的头部是队列的最小元素。 并且元素以升序从队列中删除。

但是，我们可以在Comparator接口的帮助下自定义元素的顺序。 我们将在本教程的后面部分中对此进行了解。

PriorityQueue方法

PriorityQueue类提供Queue接口中存在的所有方法的实现。

将元素插入PriorityQueue

• add() - 将指定的元素插入队列。 如果队列已满，则会引发异常。
• offer() - 将指定的元素插入队列。 如果队列已满，则返回false。

例如，

import java.util.PriorityQueue;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a priority queue
        PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();
        // Using the add() method
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        System.out.println("PriorityQueue: " + numbers);
        // Using the offer() method
        numbers.offer(1);
        System.out.println("Updated PriorityQueue: " + numbers);
    }
}

输出

PriorityQueue: [2, 4]
Updated PriorityQueue: [1, 4, 2]

在这里，我们创建了一个名为number的优先级队列。 我们已将 4 和 2 插入队列。

尽管在 2 之前插入了 4，但是队列的头是 2。这是因为优先级队列的头是队列的最小元素。

然后，我们将 1 插入队列。 现在重新排列了队列，以将最小的元素 1 存储到队列的开头。

访问PriorityQueue元素

要从优先级队列访问元素，我们可以使用peek()方法。 此方法返回队列的开头。 例如，

import java.util.PriorityQueue;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a priority queue
        PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(1);
        System.out.println("PriorityQueue: " + numbers);
        // Using the peek() method
        int number = numbers.peek();
        System.out.println("Accessed Element: " + number);
    }
}

输出：

PriorityQueue: [1, 4, 2]
Accessed Element: 1

删除PriorityQueue元素

• remove() - 从队列中删除指定的元素
• poll() - 返回并删除队列的开头

例如：

import java.util.PriorityQueue;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a priority queue
        PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(1);
        System.out.println("PriorityQueue: " + numbers);
        // Using the remove() method
        boolean result = numbers.remove(2);
        System.out.println("Is the element 2 removed? " + result);
        // Using the poll() method
        int number = numbers.poll();
        System.out.println("Removed Element Using poll(): " + number);
    }
}

输出：

PriorityQueue: [1, 4, 2]
Is the element 2 removed? true
Removed Element Using poll(): 1

遍历PriorityQueue

要遍历优先级队列的元素，我们可以使用iterator()方法。 为了使用此方法，我们必须导入java.util.Iterator包。 例如，

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Iterator;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a priority queue
        PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(1);
        System.out.print("PriorityQueue using iterator(): ");
        //Using the iterator() method
        Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next());
            System.out.print(", ");
        }
    }
}

输出：

PriorityQueue using iterator(): 1, 4, 2,

其他PriorityQueue方法

PriorityQueue比较器

在以上所有示例中，优先级队列元素都是按自然顺序（升序）检索的。 但是，我们可以自定义此排序。

为此，我们需要创建自己的比较器类来实现Comparator接口。 例如，

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Comparator;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a priority queue
        PriorityQueue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>(new CustomComparator());
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(1);
        numbers.add(3);
        System.out.print("PriorityQueue: " + numbers);
    }
}
class CustomComparator implements Comparator<Integer> {
    @Override
    public int compare(Integer number1, Integer number2) {
        int value =  number1.compareTo(number2);
        // elements are sorted in reverse order
        if (value > 0) {
            return -1;
        }
        else if (value < 0) {
            return 1;
        }
        else {
            return 0;
        }
    }
}

输出：

PriorityQueue: [4, 3, 1, 2]

在上面的示例中，我们创建了一个优先级队列，将CustomComparator类作为参数传递。

CustomComparator类实现Comparator接口。

然后，我们覆盖compare()方法。 现在，该方法使元素的头成为最大数量。

要了解有关比较器的更多信息，请访问 Java Comparator 。